ИССЛЕДОВАНИЕ РЕАЛИЗУЕМОСТИ ПЛАНИРОВАНИЯ ОПТИМАЛЬНОГО МАРШРУТА СУДНА С УЧЕТОМ СПУТНИКОВЫХ МЕТЕОДАННЫХ

Статья посвящена проблеме получения оперативной метеоинформации при планировании оптимальных путей дальнего плавания морских судов. Указывается, что погодные условия по пути следования оказывают существенное влияние на характер движения судна. В связи с этим представляется целесообразным решать оптимизационную задачу динамически, с учётом текущей и прогнозируемой погоды на маршруте и технических возможностей плавания судна в сложных метеоусловиях. Авторы предлагают использовать для этого информацию о погоде, получаемую с помощью специальных метеоспутников. При таком подходе важным является вопрос о характерном возрасте доступных таким образом метеоданных. С целью получения представления об этом аспекте работы метеоспутников в работе ставится и решается задача моделирования движения искусственного спутника Земли в классических представлениях небесной механики, в результате чего получается оценка среднего возраста данных о погоде в той или иной точке поверхности Земли в зависимости от географической широты места, характеристик датчиков и параметров орбиты спутника. Предложен подход к выбору метеоспутников для сбора данных о погоде по планируемому маршруту следования судна, основанный на представлениях задачи массового обслуживания. По результатам моделирования сделан вывод о конструктивной реализуемости идеи планирования маршрута судна с учётом спутниковых данных о погоде существующими техническими средствами.

1. Tam Ch.K. Review of collision avoidance and path planning methods for ships in close range encounters / Ch.K. Tam, R. Bucknall, A. Greig // Journal of Navigation. 2009. Vol. 62. Is. 03. Pp. 455–476. DOI: 10.1017/S0373463308005134.

2. Lazarowska A. Ship’s trajectory planning for collision avoidance at sea based on ant colony otimisation / A. Lazarowska // Journal of Navigation. 2015. Vol. 68. Is. 2. Pp. 291–307. DOI: 10.1017/S0373463314000708.

3. Гриняк В.М. Система экспертного оценивания и визуализации параметров траектории безопасного движения судна / В.М. Гриняк, О.А. Горошко, А.С. Девятисильный // Мехатроника, автоматизация, управление. 2017. Т. 18. № 2. с. 127-134. DOI: 10.17587/mau.18.127- 134.

4. Прохоренков А.А. Применение ситуационного метода оценки навигационной безопасности при плавании по внутренним водным путям / А.А. Прохоренков // Вестник государственного университета морского и речного флота им. адмирала С.О. Макарова. 2011. № 1. с. 91-95

5. Акмайкин Д.А. Эвристический поиск оптимального маршрута судна по Северному морскому пути / Д.А. Акмайкин, С.Ф. Клюева, П.А. Салюк // Вестник государственного университета морского и речного флота им. адмирала С.О. Макарова. 2015. № 5(33). с. 55-62.

6. Москаленко М.А. Использование методов оптимальной интерполяции гидрометеорологических данных, для повышения точности прогнозов при перевозке грузов морем / М.А. Москаленко, Д.А. Акмайкин // Морские интеллектуальные технологии. 2016. № 3(33). с. 285-289.

7. Беллман Р. Прикладные задачи динамического программирования / Р. Беллман, С. Дрейфус. М.: Наука, 1965. 475 с.

8. Kobayashi E. Advanced navigation route optimization for an oceangoing vessel / E. Kobayashi, T. Asajima, N. Sueyoshi // International Journal on Marine Navigation and Safety of Sea Transportation. 2011. Vol. 5. Is. 3. Pp. 377-383.

9. Lin Yu.H. The ship-routing optimization based on the three-dimensional modified isochrone method / Yu.H. Lin, M.Ch. Fang // Proceedings of the ASME 2013 32nd International Conference on Ocean, Offshore and Arctic Engineering (OMAE 2013). DOI: 10.1115/OMAE2013-10959.

10. Веремей Е.И. Алгоритмы оптимизации маршрутов движения с учетом погодных условий / Е.И. Веремей, М.В. Сотникова // International Journal of Open Information Technologies. 2016. T. 4. № 3. с. 55-61.

11. Globalware Project – [Электронный ресурс]. Режим доступа: http://globwave.ifremer.fr (дата обращения 01.07.17).

12. Акмайкин Д.А Результаты исследований проблемы моделирования графа маршрута судна на основе алгоритмов кластеризации / Д.А. Акмайкин, С.Ф. Клюева, П.А. Салюк // Вестник государственного университета морского и речного флота им. адмирала С.О. Макарова. 2016. № 5(39). C. 29–38. DOI: 10.21821/2309-5180-2016-8- 5-29-38.

13. Верба В.С. Радиолокационные системы землеобзора космического базирования / В.С. Верба. Москва: Радиотехника, 2010. 675 c.

14. Бондур В.Г. Методы восстановления спектров морского волнения по спектрам аэрокосмических изображений / В.Г. Бондур, А.Б. Мурынин // Исследования Земли из космоса. 2015. №6. C.3–14. DOI: 10.7868/S0205961415060020.

15. Гавриков А.В. Модификация базы данных спутниковой альтиметрии GLobWave для решения задач диагностики поля морского волнения / А.В. Гавриков, М.А. Криницкий, В.Г. Григорьева // Океанология. – 2016. Т.56. №2. C.322–327. DOI: 10.7868/S0030157416020064.

16. Малеев П.И. Особенности, состояние и перспективы развития e-навигации морских объектов / П.И. Малеев, Н.И. Леденев // Навигация и гидрография. 2012. №33. С.16-20.

17. Балк М.Б. Элементы динамики космического полёта / М.Б. Балк. М.: Наука, 1965. 338с.

18. Маркеев А.П. Теоретическая механика. / А.П. Маркеев. М.: ЧеРо, 1999. 572с.

19. Chelton D.B. On the Use of QuikSCAT Scatterometer Measurements of Surface Winds for Marine Weather Prediction / D.B. Chelton, M.H. Freilich, J.M. Sienkiewicz, J.M. von Ahn // Monthly Weather Review. – 2006. Vol.134. Is.8. Pp.2055–2071.

20. Risien C.M. A satellite-derived climatology of global ocean winds / C.M. Risien, D.B. Chelton // Remote Sensing of Environment. 2006. Vol.105. Is.3. Pp.221–236.

21. Chelton D.B. Scatterometer-Based Assessment of 10-m Wind Analyses from the Operational ECMWF and NCEP Numerical Weather Prediction Models / D.B. Chelton, M.H. Freilich // Monthly Weather Review. 2005. Vol.133. Is.2. Pp.409–429.

22. Гнеденко Б.В. Курс теории вероятностей / Б.В. Гнеденко. М.: Наука, 1988. 445с.

23. Нассер Н.Х. Характеристики моделирования транспортных потоков / Н.Х. Нассер // Моделирование, оптимизация и информационные технологии. 2016. №4(15). с. 16.

24. Григорьева Т.Е. Разработка имитационных моделей рациональной маршрутной системы / Т.Е. Григорьева, Е.В. Истигечева // Моделирование, оптимизация и информационные технологии. 2016. №3(14). с. 12.